Tehát hogyan veszi az univerzum egyik egzotikusabb tárgyának hőmérsékletét? Egy neutroncsillag (~ 1,35–2,1 naptömeg, mindössze 24 km átmérőjű) a nagy csillag meghalása után a szupernóva maradványa. Habár nem elég masszívok, fekete lyukká válnak, a neutroncsillagok továbbra is akkumulálnak anyagot, és elvezetik a gázt egy bináris partnertől, gyakran hosszabb ideig tartó lángoláson.
Szerencsére megfigyelhetjük a röntgenfényeket (olyan műszerek felhasználásával, mint a Chandra), de nem a lángok mutatják meg a neutroncsillagok hőmérsékletét vagy szerkezetét.
A múlt héten az AAS-konferencián az MXB 1659-29, egy kváziperisztens röntgen-átmeneti forrás (azaz egy neutroncsillag, amely hosszú ideig izzó) röntgenmegfigyelő kampányának eredményeiről mutat le néhány izgalmas betekintést a a neutroncsillagok fizikája, amely azt mutatja, hogy a neutroncsillag kéregének lehűlésekor felállnak a kéreg összetétele és meg lehet mérni ezen egzotikus szupernóva maradványok hőmérsékletét…
A fáklyás kitörése során a neutroncsillagok röntgenfelvételeket generálnak. Ezek a röntgenforrások mérhetők és evolúciójuk nyomon követhető. Az MXB 1659-29 esetében Ed Cackett (Michigan állam) a NASA Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) adatait felhasználta a neutroncsillagkéreg hűtésének megfigyelésére hosszabb röntgenfényűzés után. Az MXB 1659-29 2,5 évig lángolt, míg 2001. szeptemberében „kikapcsolt”. Azóta a forrást rendszeresen megfigyelték a röntgenkibocsátás exponenciális csökkenésének mérésére.
Miért fontos ez? Hosszú röntgensugárzás után a neutroncsillagok héja felmelegszik. Úgy gondolják azonban, hogy a neutroncsillagok viszonylag hűvösek maradnak. Amikor a neutroncsillag megállítja a lángolást (amikor a gáz akkreditációja táplálja a fáklyát, kikapcsol), a kéreg melegítő forrása elveszik. Ebben a „nyugalom” szakaszában (nem villan) a csökkenő röntgenáram a hűtött neutroncsillagkéregből rengeteg információval szolgál a neutroncsillag tulajdonságairól.
A nyugalom alatt a csillagászok megfigyelik a neutroncsillag felületéről kibocsátott röntgenfelvételeket (szemben a fáklyákkal), így a neutroncsillagot közvetlenül meg lehet mérni. Előadásában Cackett megvizsgálta, hogy az MXB 1659-29-ből származó röntgenfluxus exponenciálisan csökken, majd egy állandó fluxussal kiegyenlítődik. Ez azt jelenti, hogy a kéreg a lángolás után gyorsan lehűlt, végül elérve a neutroncsillaggal való egyensúlyt. Ezért ennek a módszernek a felhasználásával a neutroncsillag hőmérséklete levezethető.
Egy másik neutroncsillagos röntgen-tranziens KS 1731-260 adatokkal együtt a nyugalmi állapot megfigyelésekor megfigyelt hűtési sebességek arra utalnak, hogy ezeknek a tárgyaknak rendben vannak rendezett kéregrácsai, kevés szennyeződéssel. A gyors hőmérséklet-csökkenés (a lángtól a nyugalomig) körülbelül 1,5 évig tartott, hogy a neutroncsillaggal megteremtse a termikus egyensúlyt. A Chandra adatainak felhasználásával további munkát végeznek, így ezekről a gyorsan forgó egzotikus tárgyakról további információkat lehet felfedezni.
Hirtelen a neutroncsillagok kissé kevésbé titokzatosak lettek számomra a múlt keddi 10 perces beszélgetés során, szeretem a konferenciákat…
Kapcsolódó publikációk:
- Chandra és Swift megfigyelések az exo 0748-676 kvázi perzisztens neutroncsillagos tranziens transzmisszión nyugalomban, Degenaar et al., 2008
- A NEUTRON STAR MORHAJTÓ HŰTÉSI KÖRE az MXB 1659-29-ben, Rudy Wijnands, 2004
